陣風戰鬥機上艦的氣動特點分析_風聞
TSQ-2020-07-17 15:11
陣風M是鴨式佈局艦載戰鬥機,這個飛機設計很有特點,譬如鴨翼面積比較小,鴨翼距離機翼很近,鴨翼向上偏轉幅度很大等,這些都讓陣風M很有特點。
陣風的鴨翼面積比較小,不能説其不具有俯仰操縱能力,很顯然鴨翼上偏會形成抬頭力矩,必然具有俯仰能力。但是,面積小並且靠近機翼,這使得其抬頭力矩不會太大,很難滿足操縱要求,必然要用機翼後緣襟副翼提供更多的俯仰操縱力矩,這和其它鴨式佈局有着顯著不同:殲十、鷹獅的鴨翼面積相比機翼面積比例大且距離機翼也比較大,颱風乾脆把鴨翼挪到雷達罩附件,颱風鴨翼面積還比陣風大,顯然俯仰操縱能力更強。在我看來,陣風的鴨翼在整個氣動中的作用更強調渦控作用,即其作用是產生渦並影響渦在機翼上的發展,其較小的面積和比較大的後掠角讓其在大迎角下也不會失速,可以形成較強的渦來影響翼面實現增升。
由於鴨翼的抬頭力矩效果有限,那麼陣風在彈射時就要讓襟副翼上偏來產生抬頭力矩,具體見下圖,在彈射起始位置時襟副翼上偏,彈射過程中襟副翼也是上偏,這都是為了在離開甲板時讓機頭儘快上抬形成爬升態勢。


當離開甲板並建立爬升迎角後,襟副翼就要下偏來產生升力,鴨翼也配合襟副翼的低頭力矩進行一定的偏轉,具體見下圖:

陣風在降落時,鴨翼和襟副翼都要參與增升,所以鴨翼偏轉幅度很大,產生抬頭力矩來平衡部分襟副翼的低頭力矩,同時產生渦來增升;襟副翼的面積遠大於鴨翼,其低頭力矩無法用鴨翼平衡,那麼靠什麼平衡呢?實際上現代戰鬥機都是放寬靜穩定設計,迎角增大後都有抬頭趨勢,這個抬頭趨勢實際上就是產生了抬頭力矩,襟副翼放下後和這個抬頭力矩進行平衡。陣風降落圖片見下:
鴨式佈局飛機基本都採用大後掠角機翼,其襟副翼的相對整個機翼面積之比沒有常規艦載機的襟翼相對機翼的比例大,另外鴨式佈局的襟副翼同時起到襟翼和副翼作用,還起到俯仰操縱作用,所以其偏轉角度不會太大,故其增升效果沒有常規佈局的襟翼效果好,那麼陣風靠什麼增升呢?陣風的增升實際上是有這部分:最大的部分應該是增加機翼迎角帶來的增升和迎角增大後的鴨翼渦與機翼渦耦合的增升,其次是襟副翼下偏的增升,最後是鴨翼自身的增升。
每個飛機的氣動佈局設計都有各自特點,不同特點的飛機其上艦特點不同,必須具體飛機具體分析。